2-遗传的细胞学基础.ppt-1

三、直感现象
胚乳直感（xenia）：3n胚乳直接表现父 本的某些性状
玉米 白粒♀×♂黄粒 →当代种子黄色
果实直感（metaxenia）：2n种皮或果皮 由于花粉影响而表现父本的某些性状
棉花 短纤维♀×♂长纤维→种子长纤维
三、无融合生殖 雌雄配子不发生核融合的一种无性生殖方式，称 为无融合生殖(apomixis)。它被认为是有性生殖的 一种特殊方式或变态。
第五节 生活周期
任何生物都具有一定的生活周期(life cycle).
生活周期(life cycle)，即个体发育全过程。
即个体发育全过程。一般有性生殖的动物和植物的生 活周期就是指从合子到个体成熟和死亡所经历的一系列发
育阶段。各种生物的生活周期是不相同的。
30/152
一。世代交替
• 世代交替：生物的无性世代与有性世代交替出现的现象
• 有性生殖的生物的生活周期大多数是包括一个有性世代
和一个无性世代，这样二者交替发生，图（世代交
替） 。
•
31/152
图（世代交替）
32/152
世代交替
受精卵2n
孢子体2n
减数 分裂 受精过程 配子体（n)
无性世代
1个受精卵(合子)发育成为一个孢子体(2n)，这称为孢
子体世代，就是无性世代。
有性世代
种皮的染色体数目分别为2ｎ受精
• 1898年俄国科学家纳瓦兴发现了被子植物 的双受精现象 double fertilization。
• 一个精核与卵细胞融合成合子（2n） • 一个精核与2个极核融合形成胚乳核（3n）
种子的结构
• 种子：胚、胚乳、种皮、果皮
• 1. 精子的发生
• 高等动物雄性生殖腺中有精原细胞，染色体数目为2n，生长分化 为初级精母细胞(2n)，经减数分裂Ⅰ产生两个次级精母细胞(n), 再经 减数分裂Ⅱ产生四个精细胞(n)，经一系列变化形成精子。 雌性生殖腺中有卵原细胞(2n)，它生长分化为初级卵母细胞(2n)， 经减数分裂Ⅰ产生大小悬殊的两个细胞，大的是次级卵母细胞(n)， 小的是第一极体(n)，次级卵母细胞再经减数分裂Ⅱ又产生大小不同 的两个细胞，大的为卵细胞(n)，小的为第二极体(n)，一个初级卵母 细胞经减数分裂只形成一个有功能的卵细胞
• 2. 雌配子体的形成
• 在雌蕊子房里着生胚珠，在胚珠的珠心里分化出胚囊母细胞(或大 孢子母细胞)。胚囊母细胞经过减数分裂形成呈直线排列的4分孢子， 其中近珠孔端的3个大孢子自然解体，而远离珠孔端的1个大孢子继续 发育，经过连续的3次有丝分裂，依此形成二核胚囊、四核胚囊 • 和八核胚囊。成熟的八核胚囊即雌配子体，其中3个为反足细胞、2个 极核、2个助细胞和1个卵细胞。
37/152
种子植物的生活周期
39/152
根据上图可知，低等植物和高等植物的一个完整的生活 周期，是交替进行着无性世代和有性世代。它们都具有自己 的单倍世体和二倍体世代，只是各世代的时间和繁殖过程有 所不同，这种不同从低等植物到高等植物之间存在着一系列 的过渡类型。
四、高等动物的生活周期
现以果蝇为例，说明高等动物的一般生活周期。
43/152
4. 细胞分离的结果不同：有丝分裂后细胞染色体数目为2n条，
其遗传组成与母细胞相同。一个孢母细胞经减数分裂后产生四个子 细胞。细胞染色体数目分裂前的2n条变成了n条，实现了染色体数 目的减半。分裂后的子细胞之间、子细胞与母细胞之间的遗传组成 都存在着一定的差异。
• 果皮：由子房壁发育而来 • 种皮：来自胚珠的珠被
母体组织的 一部分（2n）
• 胚（2n） • 胚乳（3n）
受精产物
• （三）、直感现象
• (一) 胚乳直感(花粉直感) • 如果在3n胚乳的性状上由于精核的影响而直接表现父 本的某些性状，这种现象称为胚乳直感。一些单子叶植物 的种子会出现这种现象，如用玉米黄粒的植株花粉给白粒 的植株花丝授粉，当代所结子粒即表现父本的黄粒性状。 • (二) 果实直感 • 种皮或者果皮组织在发育过程中由于花粉影响而表现 父本的某些性状，则称为果实直感。例如，棉花纤维是由 种皮细胞延伸的。在一些杂交试验中，当代棉籽的发育常 因父本花粉的影响，而使纤维长度、纤维着生密度表现出 一定的果实直感现象。
孢子体经过一定的发育阶段，某些细胞特化进行减数分 裂，染色体数减半，遂转入配子体(gametophyte)(n)，产 生雌性和雄性配子，这称为配子体世代，就是有性世代。 雌性和雄性配子经过受精作用形成合子，发育为新一代的 孢子体(2n)。孢子体世代与配子体世代的相互交替，恰与这 两个世代的染色体数目的变换是一致的，因而能保证各物种染 色体数目的恒定性，从而保证各物种遗传性状的稳定性。
二倍配子体无融合生殖(diploid gametophyte apomixis) 和不定胚(adventitious embryony)三种类型。
23/152
（二）无融合结子类型
1．单倍配子体无融合生殖（也称单性生殖）
指雌雄配子体不经过正常受精而产生单倍体胚(n)的 一种生殖方式。 (1)孤雌生殖：从 未经受精卵细胞发育成个体的现象。
和卵细胞。 42/152
二、有丝分裂和减数分裂的主要区别： 1.两者发生的细胞不同：前者一般为体细胞分裂，后者是性 母细胞形成配子时的分裂。
2.细胞分裂的次数不同：一次减数分裂分裂包括两次细胞分裂。 3.染色体活动行为不同：有丝分裂的前期无联会、无交 换、无交叉等现象发生。中期2n条染色体彼此独立地排 列在赤道面上。后期同源染色体不分离，只有姐妹染色 单体发生分离。减数分裂的前期Ⅰ同源染色体联会，出 现交换、交叉等现象。中期Ⅰ染色体成对地排列在赤道 面上。后期Ⅰ发生同源染色体分离。
它是在卵细胞没有受精，但在花粉的刺激下，果实 也能正常发育的现象 。
葡萄和柑桔的一些品系常有自然发生的单性结实。利用
生长素代替花粉的刺激也可能诱导单性结实，番茄、烟草和 辣椒等植物就有这种现象。
27/152
在上述的各种无融合生殖的方式中，有些可形
成单倍体的胚，从而分离出各种遗传组成的后代； 有些可以形成二倍体的胚，从而产生与亲本遗传组
15/152
• (二) 受精 • 授粉后，花粉粒在柱头上萌发，长出花粉管，穿过花柱、 子房、珠孔进入胚囊，花粉管延伸时，营养核走在最前面， 花粉管进入胚囊一旦接触助细胞即破裂，助细胞同时被破 坏，两个极核及内含物同时进入胚囊。这时，一个精核与 卵细胞结合形成合子－胚(2n)；同时另一个精核与两个极 核结合形成胚乳核－胚乳(3n)，这一过程称为双受精。通 过双受精，最后发育成种子，种子胚是二倍体(2n)，胚乳 是三倍体(3n)，种子外围种皮、果皮为二倍体(2n)，是由 珠被和子房壁形成，因而果皮属于母体组织，与双受精无 关。 •
植物双受精：
成熟的花粉粒落在雌蕊柱头上，花粉粒萌发出花粉管，穿 过花柱、子房和 珠孔，伸入胚囊，一个精核(n)与卵细胞(n) 受精结合为合子(2n)，将来发育成胚，另一精核(n)与两个极 核(n)受精结合为胚乳核(3n)，将来发育成胚乳的过程。
通过双受精后发育成种子，种子的主要组成部 分是胚，胚乳和种皮。胚和胚乳都是通过受精而形成 的，但种皮或果皮，它们都是母本花朵的营养组织， 与双受精过程并没有联系。一个正常种子胚，胚乳和
孤雌生殖过程中授粉是必要的条件。卵细胞虽然 (2)没有受精，而能发育成单倍体胚，但它的极核细胞却 孤雄生殖：在传粉之后，卵细胞消失，由精核单独 必须受精才能发育成胚乳。 发育成单倍体植株。
精子入卵后尚未与卵核融合，而卵核即发生退化、解体， 雄核取代了卵核地位，在卵细胞质内发育成仅具有父本 染色体的胚。
34/152
二、低等植物的生活周期
低等植物的生活周围明显地不同于高等植物。现以红色
面包霉为例(图2－14)说明低等植物的世代交替。
35/152
红色面包霉的生活周期
三、高等植物的生活周期
高等植物的一个完整的生活周期是从种子胚到下一代的
种子胚；它包括无性世代和有性世代两个阶段。
现以玉米为例说明高等植物的生活周期：
成相同的后代。因此，在植物育种工作，如何利用
无融合生殖特点，大量培育单倍体植株，或固定杂
种优势的遗传组成，已经成为一项重要的研究课题。
28/152
被子植物种子、果实各部分的遗传来源
染色体数 胚 2n 前体 合子 来源 受精产物
胚乳
种皮 果皮
29/152
3n
2n 2n
胚乳核
珠被 子房壁
受精产物
母本组织 母本组织
• 卵式生殖：是大小不同，在形态，结构和运 动能力等方面也出现了明显的差异的两性配 子结合成为合子，再发育成新个体。 • 雌配子是大的，呈卵形，无鞭毛的，称为卵 子。 • 雄配子较小，细长，有的具有鞭毛，称为精 子。 • 精子和卵子融合称为受精，受精后的合子称 为受精卵，再由受精卵发育成个体。
• （一）动物性细胞（配子）的发生
40/152
41/152
果蝇与其它高等动物不同之处：
果蝇正如所有的昆虫一样，在产卵受精后即脱离母体独 立进行发育，并且从受精卵发育为成虫的过程中还需经过幼 虫和蛹的变态阶段。而牛、兔等高等动物以及人类的受精卵
是在母体内发育成为个体的。
高等动物和植物在生活周期上的差异 动物通常是从二倍体的性原细胞经过减数分裂即直接形 成为精子和卵细胞，其单倍体的配子时间很短。而植物从二 倍体的性原细胞经过减数分裂后先产生为单倍体的雄配子体 和雌配子体，再进行一系列的有丝分裂，然后才形成为精子
1个卵细胞（n)
雌配子体： 即成熟胚囊 2个极核(n) 2个助细胞(n) 3个反足细胞(n) 雄配子体： 即，成熟的花粉粒 1个营养核（n) 2个精细胞(n)
12/152
高等植物 雌雄配子 形成
二、植物的授粉与受精
• （一）授粉 pollination：成熟的花粉 粒落到柱头上并开始萌发的过程。 • 自花授粉 • 异花授粉（风媒、虫媒） • 常异花授粉